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Characterisation of electrical resistance for CMC Materials up to 1200 °C

Stäbler, Tina und Böhrk, Hannah und Voggenreiter, Heinz (2017) Characterisation of electrical resistance for CMC Materials up to 1200 °C. Journal of Physics: Conference Series, 939 (1). Institute of Physics (IOP) Publishing. doi: 10.1088/1742-6596/939/1/012030. ISSN 1742-6588.

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Offizielle URL: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/939/1/012030

Kurzfassung

Damage to thermal protection systems (TPS) during atmospheric re-entry is a severe safety issue, especially when considering re-usability of space transportation systems. There is a need for structural health monitoring systems and non-destructive inspection methods. However, damages are hard to detect. When ceramic matrix composites, in this case carbon fibre reinforced silicon carbide (C/C-SiC), are used as a TPS, the electrical properties of the present semiconductor material can be used for health monitoring, since the resistivity changes with damage, strain and temperature. In this work the electrical resistivity as a function of the material temperature is analysed eliminating effects of thermal electricity and the thermal coefficient of electrical resistance is determined. A sensor network is applied for locally and time resolved monitoring of the 300 mm x 120 mm x 3 mm panel shaped samples. Since the material is used for atmospheric re-entry it needs to be characterised for a wide range of temperatures, in this case as high as 1200 °C. Therefore, experiments in an inductively heated test bench were conducted. Firstly, a reference sample was used with thermocouples for characterising the temperature distribution across the sample surface. Secondly, electrical resistance under heat load was measured, time and spatially resolved. Results will be shown and discussed in terms of resistance dependence on temperature, thermal coefficient of electrical resistance, thermal electricity and electrical path orientation including an analysis on effective conducting cross section. Conversely, the thermal coefficient can also be used to determine the material temperature as a function of electrical resistance.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/118668/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Characterisation of electrical resistance for CMC Materials up to 1200 °C
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Stäbler, TinaTina.Staebler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3645-1423NICHT SPEZIFIZIERT
Böhrk, HannahHannah.Boehrk (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Voggenreiter, HeinzNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:30 Dezember 2017
Erschienen in:Journal of Physics: Conference Series
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:939
DOI:10.1088/1742-6596/939/1/012030
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Hristoforou, EvangelosNational Technical University of AthensNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vlachos, DimitriosUniversity of PeloponneseNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Institute of Physics (IOP) Publishing
Name der Reihe:Conference Series
ISSN:1742-6588
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Health Monitoring, Electrical Resistance, CMC
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Flugexperiment Newfex (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie > Raumfahrt - System - Integration
Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie
Hinterlegt von: Stäbler, Tina
Hinterlegt am:14 Jun 2018 15:45
Letzte Änderung:14 Dez 2023 11:36

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